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豐田正專注于家用機(jī)器人,目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)機(jī)器人輔

熱門標(biāo)簽:江蘇蘇州智能電話機(jī)器人 福建回?fù)芡夂粝到y(tǒng) 貴州電話機(jī)器人價(jià)格多少 河北電銷卡外呼系統(tǒng)哪家好 征服眼圖書(shū)館地圖標(biāo)注點(diǎn) 地圖標(biāo)注學(xué)習(xí) 聯(lián)通副卡電銷機(jī)器人 烏市地圖標(biāo)注app 拉薩人工電銷機(jī)器人公司
近日,豐田研中心(TRI)展示了他們近期正在進(jìn)行的一些項(xiàng)目,其中包括移動(dòng)機(jī)器人、安裝在天花板的機(jī)器人、軟體泡沫夾爪等,這些機(jī)器人目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)家庭環(huán)境的使用。正如TRI首席執(zhí)行官Gill·Pratt強(qiáng)調(diào)的:豐田正專注于機(jī)器人和人工智能技術(shù),“目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)機(jī)器人輔助人類,而不是取代人類”,以便人們?cè)谧兝系臅r(shí)候仍然能夠獨(dú)立生活和工作。 豐田家用機(jī)器人場(chǎng)景 機(jī)器人的潛力和挑戰(zhàn) 根據(jù)聯(lián)合國(guó)(UnitedNations)的數(shù)據(jù),未來(lái)30年,全球65歲以上人口預(yù)計(jì)將增加一倍以上。這意味著到2050年,全球?qū)⒂谐^(guò)15億人年滿65歲。人口老齡化將對(duì)社會(huì)、勞動(dòng)力和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。為了給為日益老齡化的勞動(dòng)力提供幫助,機(jī)器人與自動(dòng)化技術(shù)將會(huì)有巨大的需求。它能夠幫助人們完成更多任務(wù)和工作,讓人們有更多的時(shí)間與家人在一起,做自己喜歡的事。 TRI認(rèn)為,機(jī)器人現(xiàn)在還沒(méi)大規(guī)模有出現(xiàn)在家庭場(chǎng)景中,因?yàn)闄C(jī)器人專家還沒(méi)有弄清楚如何讓機(jī)器人在復(fù)雜、非結(jié)構(gòu)化的人類日常生活環(huán)境中可靠地工作。不像工廠,那里的環(huán)境是結(jié)構(gòu)化的、可編程的,一般情況下的人類環(huán)境,是非結(jié)構(gòu)化的和多樣化的。例如,每個(gè)家庭都是獨(dú)一無(wú)二的,有不同的物品組合,并且在時(shí)刻發(fā)生變化。 TRI要集中精力于家用機(jī)器人,這反映了TRI試圖做一件長(zhǎng)遠(yuǎn)的事情,因?yàn)榧彝ナ俏覀冏钚枰獧C(jī)器人的地方,同時(shí)也是最難部署機(jī)器人的地方。除家庭環(huán)境的不可預(yù)測(cè)性,另一個(gè)事實(shí)就是家里往往住著對(duì)安全性要求極高的人類,目前機(jī)器人仍不滿足高安全性要求。但隨著人口老齡化的持續(xù)(這在日本是一個(gè)日益嚴(yán)重的問(wèn)題),室內(nèi)場(chǎng)景應(yīng)用的巨大潛力是確定的。 Toyota Robot 在過(guò)去的幾年里,豐田在前瞻性機(jī)器人研究方面投入了更多的精力。除了搭建豐田研究中心,豐田還計(jì)劃在富士山旁邊建造一座占地175英畝、由機(jī)器人驅(qū)動(dòng)的未來(lái)城市。就連豐田自己也承認(rèn)這可能是瘋狂的,但這就是他們正在做的——正如TRI首席執(zhí)行官Gill Pratt不久前所說(shuō),當(dāng)豐田決定做某件事時(shí),他們真的會(huì)全力以赴。 安裝在天花板的家庭機(jī)器人 在考慮家庭機(jī)器人解決方案時(shí),TRI團(tuán)隊(duì)也在考慮一些更激進(jìn)的想法。其中一個(gè)創(chuàng)新的概念是“懸掛式機(jī)器人”。 我們通??吹綑C(jī)器人局限在地板上、桌子上或移動(dòng)基座上的原因是我們是兩足動(dòng)物,而不是蝙蝠,如果你給機(jī)器人一個(gè)類似于人類的行為模式,讓它進(jìn)入一個(gè)人類的工作空間是很容易做到的。但如果你想要抓取高處的東西,或許天花板是布置未來(lái)家庭機(jī)器人的好地方?!皯覓鞕C(jī)器人”可以執(zhí)行諸如裝載洗碗機(jī)、擦拭表面和清理雜物等任務(wù)。通過(guò)在天花板上滑行,機(jī)器人規(guī)避了家庭地板雜亂和狹窄空間的導(dǎo)航問(wèn)題,不用的時(shí)候,機(jī)器人還可以把自己縮成一團(tuán),騰出寶貴的生活空間。為了進(jìn)一步研究這一想法,TRI團(tuán)隊(duì)已經(jīng)完成了樣機(jī),在高空移動(dòng)導(dǎo)軌的支持下,它可以做所有與地面移動(dòng)機(jī)器人相同的任務(wù)。 懸掛機(jī)器人,可以執(zhí)行諸如裝載洗碗機(jī)、擦拭表面和清理雜物等任務(wù) 該方案的挑戰(zhàn)在于必須在天花板上安裝導(dǎo)軌系統(tǒng),但是,如果你打造了一個(gè)這樣的機(jī)器人家庭,突然間你會(huì)發(fā)現(xiàn),樓梯對(duì)于機(jī)器人不再是一個(gè)問(wèn)題;負(fù)載大概也不是問(wèn)題,因?yàn)樨?fù)載可以轉(zhuǎn)移到天花板上;電池變得不必要,所以整個(gè)機(jī)器人可以更輕的重量,這反過(guò)來(lái)使它更安全。 軟體泡沫夾爪 為了滿足在機(jī)器人與室內(nèi)環(huán)境交互時(shí)對(duì)軟接觸的需求,TRI的研究人員開(kāi)發(fā)了具有高密度的觸覺(jué)感知能力的新型軟爪。 軟體泡沫夾爪 這是一個(gè)“軟體泡沫夾爪”,由TRI的劍橋分部開(kāi)發(fā)。這些被動(dòng)順從的充氣夾持器使它更容易安全地抓住許多不同種類的物體,最妙的是,泡沫夾爪中集成了攝像頭,用于觀察軟膜腔體內(nèi)部的圓點(diǎn)圖案。 DepthSensors inside bubbles 當(dāng)氣泡的外部與物體接觸時(shí),氣泡就會(huì)變形,而內(nèi)部的圓點(diǎn)圖案的變形可以被攝像機(jī)跟蹤,以確定力的方向和大小。TRI解決方案的聰明之處在于:應(yīng)對(duì)相對(duì)復(fù)雜的抓取任務(wù)時(shí),在保證了末端執(zhí)行器安全的同時(shí),能夠兼顧傳感任務(wù)。 Dots usedfor shear estimate 仿真與自主學(xué)習(xí) 為了解決機(jī)器人在家庭環(huán)境中面臨的多樣性,TRI教會(huì)機(jī)器人用各種各樣的對(duì)象執(zhí)行任意任務(wù),而不是給機(jī)器人編程,讓它用特定的對(duì)象執(zhí)行特定的預(yù)定義任務(wù)。通過(guò)這種方式,機(jī)器人學(xué)會(huì)了將所看到的與所教的動(dòng)作聯(lián)系起來(lái)。當(dāng)機(jī)器人再次看到一個(gè)特定的物體或場(chǎng)景時(shí),即使場(chǎng)景發(fā)生了輕微的變化,它也知道可以根據(jù)所看到的采取什么行動(dòng)。 TRI正在實(shí)驗(yàn)和模擬能夠在水槽和洗碗機(jī)中操作盤子的機(jī)器人 利用人類教學(xué)是機(jī)器人學(xué)習(xí)和獲得真實(shí)世界技能的一個(gè)關(guān)鍵方法。通過(guò)使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),人類教練可以實(shí)時(shí)看到機(jī)器人看到的東西,然后命令機(jī)器人執(zhí)行各種不同的動(dòng)作。TRI的機(jī)器人團(tuán)隊(duì)正致力于推廣這種學(xué)習(xí)方式,如果一個(gè)機(jī)器人在模擬家庭廚房中學(xué)習(xí)了擦拭任務(wù),它就可以在任何廚房中完成同樣的任務(wù)。 TRI在工程仿真和機(jī)器人行為驗(yàn)證方面都做了大量的投資。為了教會(huì)機(jī)器人一種新的行為,或者改進(jìn)它已經(jīng)知道的行為,TRI的模擬軟件提供了一種方法來(lái)理解機(jī)器人的表現(xiàn),而不必在每次改變時(shí)都執(zhí)行所有的任務(wù)。 Simulationtools 利用裝盤子機(jī)器人和清理雜物的實(shí)驗(yàn),在模擬中自動(dòng)改善機(jī)器人的行為,從而真實(shí)提高機(jī)器人的性能。即使在硬件和測(cè)試設(shè)施有限的情況下,使用模擬工具也可以促進(jìn)機(jī)器人的成長(zhǎng)。 研究現(xiàn)狀 在位于加州洛斯阿爾托斯的TRI總部,一個(gè)由Jeremy Ma和Dan Helmick領(lǐng)導(dǎo)的研究小組正在一個(gè)新的“模擬家庭”中測(cè)試機(jī)器人。在這樣的研究環(huán)境中,TRI可以重新安排地板布局或移動(dòng)物體,允許TRI開(kāi)發(fā)基本的機(jī)器人能力,然后在一個(gè)真實(shí)的家庭中測(cè)試它們。這個(gè)模擬的房子有一個(gè)廚房,餐廳,浴室和生活空間,類似于在一個(gè)實(shí)際的房子。 機(jī)器人與模擬家庭 開(kāi)發(fā)很大程度上依賴于用戶體驗(yàn)調(diào)查,例如在COVID-19出現(xiàn)之前,團(tuán)隊(duì)成員去日本拜訪老年人的家,觀察他們的日常生活,記錄他們的痛點(diǎn),分析了項(xiàng)目的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。他們計(jì)劃在今年年底前完成模擬房屋的建造,期待“模擬家庭”能成為豐田未來(lái)機(jī)器人的重要基石。 開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)訪談 要了解更多細(xì)節(jié),IEEE向TRI發(fā)送了一些問(wèn)題,關(guān)于計(jì)劃如何從開(kāi)發(fā)到可以在人類環(huán)境中部署真實(shí)產(chǎn)品。以下是TRI首席執(zhí)行官、豐田汽車公司首席科學(xué)家Gill Pratt;TRI高級(jí)用戶體驗(yàn)設(shè)計(jì)師SteffiPaepcke;以及TRI的機(jī)器人副總裁Max Bajracharya的回答。 IEEE Spectrum:與我們報(bào)道的大多數(shù)機(jī)器人技術(shù)研究相比,TRI似乎更明確地關(guān)注最終的商業(yè)化。在什么情況下,TRI開(kāi)始考慮可靠性和成本之類的問(wèn)題? Gill Pratt:這是一個(gè)非常有趣的問(wèn)題,因?yàn)橥ǔUJ(rèn)為,可靠性和成本都是量產(chǎn)開(kāi)發(fā)的任務(wù),但實(shí)際上,我們需要在研究初期考慮它。我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室里做實(shí)驗(yàn)用的硬件,我們不用擔(dān)心成本,也不用擔(dān)心最終產(chǎn)品的成本。然而,就我們所做的研究而言,我們非常需要考慮的是,是否有可能(如果研究成功的話)最終生產(chǎn)出成本合理的產(chǎn)品。因?yàn)槿绻櫩唾I不起我們的產(chǎn)品,它可能有一些學(xué)術(shù)價(jià)值,但實(shí)際上不會(huì)對(duì)他們?cè)诂F(xiàn)實(shí)世界中的生活質(zhì)量產(chǎn)生影響。所以我們從一開(kāi)始就非??粗爻杀尽? 可靠性也是如此?,F(xiàn)在,我們正在努力使我們的控制技術(shù)能夠適應(yīng)環(huán)境的廣泛變化,例如,在在水槽中洗碗過(guò)程,我們現(xiàn)在正在做的成千上萬(wàn)的不同類型的物理測(cè)試和模擬實(shí)驗(yàn),以確保我們可以適用不同場(chǎng)景。 我們做了大量的工作,試圖讓機(jī)器人不僅僅局限于演示。在機(jī)器人技術(shù)的歷史中,有一段時(shí)間,事情并不完全可信,開(kāi)發(fā)者們只向世界展示捕捉到的成功視頻,人們就會(huì)產(chǎn)生一種錯(cuò)誤的印象,認(rèn)為機(jī)器人一直都在工作。當(dāng)然,也有一些研究人員也展示了拍攝花絮,以表明有些時(shí)候機(jī)器人無(wú)法工作。 IEEE Spectrum:本著分享失敗的精神,你能告訴我們一些關(guān)于TRI正在開(kāi)發(fā)的機(jī)器人?它們沒(méi)有進(jìn)入昨天的演示,因?yàn)樗鼈冊(cè)陂_(kāi)發(fā)的過(guò)程中被遺棄了? Steffi Paepcke:我們正在研究如何將人們聯(lián)系起來(lái),之前已經(jīng)開(kāi)發(fā)了一些樣機(jī),但不得不暫時(shí)擱置起來(lái)。因?yàn)槟壳斑€正在探索如何解決光線問(wèn)題,讓人們跨越距離,清晰地看到彼此。項(xiàng)目的內(nèi)部名稱是“glowing orb” 。由于各種各樣的原因,這個(gè)方法沒(méi)有奏效,但研究保持聯(lián)系的不同方式真的很有趣。 另一個(gè)研究發(fā)現(xiàn),購(gòu)買雜貨顯然是生活中重要的一部分,對(duì)很多老年人來(lái)說(shuō),總是送貨上門不一定是最受歡迎的答案。起床走出家門可以讓你保持活力,很多人喜歡自己繼續(xù)這樣做。但這是有挑戰(zhàn)性的,尤其是當(dāng)你購(gòu)買需要搬運(yùn)的重型物品時(shí)。我們有一個(gè)樣機(jī),協(xié)助超市購(gòu)物,但是當(dāng)我們的注意力聚焦日本,我們發(fā)現(xiàn)室內(nèi)需求的日本家庭,真的需要機(jī)器人呆在室內(nèi),而外部需求需要機(jī)器人呆在外面,因此將兩個(gè)場(chǎng)景整合到一起的機(jī)器人可能并不適合日本的用戶,這些都是非常寶貴的經(jīng)驗(yàn)。 IEEE Spectrum:我很高興TRI正在探索像懸掛式機(jī)器人這樣的東西,不僅是近期研究,也是其長(zhǎng)期愿景的一部分,但這樣的機(jī)器人真的值得投入嗎?或者更籠統(tǒng)地說(shuō),在讓機(jī)器人對(duì)環(huán)境友好和要求人類改變自己的家園之間,什么才是正確的折中方法?如果說(shuō)需要翻新一所房子,那顯然也不是做這事的方法。 Max Bajracharya:我們考慮了很多問(wèn)題,我們?cè)噲D用一種整體的方式來(lái)解決這些問(wèn)題。我們不想僅僅給人們一個(gè)機(jī)器人,并假設(shè)他們不會(huì)改變他們的生活方式。我們從使用自動(dòng)吸塵器的人那里得到了很多證據(jù),他們會(huì)適應(yīng)你給他們的工具,他們會(huì)改變他們的生活方式。所以我們想要思考在改變環(huán)境和給人們機(jī)器人之間的平衡點(diǎn)是什么。 我們堅(jiān)信有辦法使懸掛系統(tǒng)可行。你今天看到的這個(gè)顯然是一個(gè)樣機(jī),需要重要的基礎(chǔ)設(shè)施。但我們?nèi)匀挥X(jué)得我們處于樣機(jī)階段,我們分析懸掛系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)的同時(shí),我們同樣評(píng)估是否值得這樣做來(lái)繞過(guò)導(dǎo)航的挑戰(zhàn)。我們正在評(píng)估這是否是解決問(wèn)題的正確方法。 IEEE Spectrum:你認(rèn)為人類應(yīng)該在多大程度上直接或間接地參與家庭和服務(wù)機(jī)器人的活動(dòng)? Bajracharya:我們的目標(biāo)是增強(qiáng)人的能力,所以實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)需要機(jī)器人以某種形式與人形成合作。我們了解到的一件事是,讓人類和機(jī)器人一起做一個(gè)緩慢循環(huán)交互,比如在機(jī)器人犯錯(cuò)時(shí)教他們或幫助他們,相比較一個(gè)100%完美地完成每件事的機(jī)器人,這將給機(jī)器人帶來(lái)了一個(gè)重要的優(yōu)勢(shì)。在非結(jié)構(gòu)化的人類環(huán)境中,機(jī)器人會(huì)遇到困境,需要學(xué)會(huì)適應(yīng)。在幫助機(jī)器人學(xué)習(xí)方面,人們可能會(huì)扮演重要的角色。 參考資料: 1. Toyota Research DemonstratesCeiling-Mounted Home Robot. By Evan Ackerman. 2. How Toyota Research Envisions the Futureof Robots. By Evan Ackerman 3. Soft-Bubble grippers for robust andperceptive manipulation. Naveen Kuppuswamy, etc. 責(zé)任編輯:xj 原文標(biāo)題:裝在天花板的機(jī)器人、軟體泡沫夾爪…豐田研究中心展望家用機(jī)器人系統(tǒng)方案! 文章出處:【微信公眾號(hào):機(jī)器人大講堂】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。

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